氮镱共掺杂TiO2介孔材料的制备及光催化降解生活污水.pdfVIP

第36卷第11期 水处理技术 V01．36NO．1l 48 2010年11月 TECHNOlOGYOFWATERTREATMENT NOV．。2010 氮镱共掺杂Ti02介孔材料的制备及 光催化降解生活污水 宋宏斌·，孙林波z，王静z，章晓彤·，孙予惠2，王延延1，周国伟1 (1．山东省轻-L助剂重点实验室，IlJ东轻_L业学院化学I：程学院，山东济南250353； 2．光大水务济南宵限公司，山东济南250033) 擅要：以尿素和硝酸镱分别作为氮源和镱源，用溶胶．凝胶法制备氮、镱共掺杂TiO：光催化剂。通过x射线衍射 产品结构和光学性能。考察了光照时间、pH、催化剂中含氮摩尔百分量等因素对光催化降解生活污水的影响。结果 表明，经紫外光照射4h，体系的pH=4、氮与钛的摩尔百分比为3时，对生活污水的光降解效果最好，COD去除率 可迭79．6％，色度去除率达到100％。 关键词：介孔Ti02；共掺杂；光催化降解；生活污水 文献标识码：A 中图分类号：TQ031．7；X799．3 文章编号：1000．3770(2010)11．0048—004 中同水资源人均占自．量只相当于世界人均水平 TiO：在可见光下的光催化活性需要进一步提高，而 的1／4，并且空问分布极不甲衡。随着叶1围城巾．化、工 金属掺杂可以增强光催化活性，将二者的作用结合， 业化的加速，水资源的需求也口益增大。与此同时城 町制备出在町见光下具有高活性的光催化剂。沈向 市生活污水排放量越来越人，污水处理成为备受关 忠等f10】制备出铈、氮芡掺杂TiO：并研究了它在可见 注的问题。膜分离技术f11、静电纺丝技术【2】、两相厌氧 光下对硝基苯溶液的催化降解性能。研究人员利用 t12t、CotB】、Ni 工艺【，】等用于处理生活污水，然I面这些技术的施用 溶胶．凝胶法制备过渡金属如V…1、Fe 1竽在去除率低、费用高等问题。光催化降解法处理有 毒及化学污染物质具有高效节能、无二次污染和经 和硝酸镱作为氮源和镱源，用溶胶．凝胶法制备 济等特点，在环境净化领域有着广泛的应用，是‘种 N／Yb共掺杂TiO：。以生活污水为目标降解物，考察 很有发展前途的水处珲新技术。在各种光催化剂中， 了pH、光照时间以及催化剂中氮含量等凶素对牛活 TiO，由于其绛济性、强氧化能力、无毒性和光稳定性 污水光催化降解的影响。 而备受关注，但TiO，由于其高能带隙需要紫外激活， l试验部分 光生电子和空穴在其表面或品格中迅速重组导致低 1．1催化剂的制备 光量子率，限制了这项技术的应用。为J，提高TiO：光 催化性能，人们对TiO：进行改性。目前，TiO：的改性 氮、镱其掺杂介孔TiO：是通过溶胶．凝胶工艺合 主要有两种方法：一是加入金属离子，但大量金属离 成。室温下，将一定量尿素和硝酸镱溶于去离子水中， 子引入往往导致重组中心增加，少量的金属离J二可以 而后加入冰乙酸，搅拌后形成混合液A。将一定量 CTAB溶于无水乙醇中，充分溶解后加入钛酸阴异 增强光催化活性；另一种是掺杂非会属(C14]、St51、it61、 内酯(TTIP)，形成混合液B。在剧烈搅拌下，将B在 N【7】、Ftsl、N和Ft91)导致TiO：带隙能降低，使得激发 波长向长波移动，提高了光催化活性。非金属掺杂 60min内滴入A中，随后持续搅拌2h，室温老化48h， 收稿日期：2010-Ol—12